教程-附加內(nèi)容01-路徑動(dòng)畫

教師郭啟晨、楊知君職稱初級(jí)專業(yè)影視動(dòng)畫專業(yè)三維方向授課項(xiàng)目路徑動(dòng)畫授課地點(diǎn)電腦機(jī)房教學(xué)時(shí)數(shù)3教學(xué)對(duì)象動(dòng)畫專業(yè)二年級(jí)學(xué)生課程名稱：三維動(dòng)畫制作技術(shù)一、教學(xué)內(nèi)容：1、路徑動(dòng)畫和關(guān)鍵幀動(dòng)畫的區(qū)別2、路徑動(dòng)畫的制作原理3、參數(shù)詳解——時(shí)間線、參數(shù)長(zhǎng)度、跟隨4、路徑動(dòng)畫軸向的設(shè)置二、教學(xué)目標(biāo)：1、使學(xué)生掌握路徑動(dòng)畫的設(shè)置方法2、使學(xué)生掌握路徑關(guān)鍵幀的設(shè)置方法3、使學(xué)生掌握對(duì)象跟隨功能、創(chuàng)建晶格三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：路徑動(dòng)畫的設(shè)置方法難點(diǎn)：路徑動(dòng)畫中的對(duì)象跟隨功能與在路徑上創(chuàng)建晶格四、教學(xué)手段和方法：1、教材、教案、多媒體課件相互配合進(jìn)行教學(xué)2、項(xiàng)目單卡、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和規(guī)范操作3、展示工程案例，使學(xué)生確立行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)4、軟件的操作使用統(tǒng)一規(guī)范、方便以后流程化的生產(chǎn)制作5、實(shí)物、輔具幫助學(xué)生理解五、本次教學(xué)設(shè)計(jì)路徑動(dòng)畫是對(duì)象的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)屬性設(shè)置動(dòng)畫的一種方式，它是通過一條NURBS曲線指定為對(duì)象的運(yùn)動(dòng)路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)的。隨著曲線方向的改變，對(duì)象自動(dòng)從一邊旋轉(zhuǎn)到另一邊。如果對(duì)象是幾何體，也可以根據(jù)曲線的輪廓自動(dòng)變形一．創(chuàng)建路徑動(dòng)畫1.創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的路徑動(dòng)畫①創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的圓錐體（pcon1）。②創(chuàng)建一條NURBS曲線，這條曲線就是圓錐體運(yùn)動(dòng)的路徑。③首先選擇圓錐體，然后按住鍵盤“Shift”鍵并選擇曲線。④選擇Animate>MotionPath>AttachtoMotionPath命令。⑤按下時(shí)間欄的Play按鈕播放對(duì)象動(dòng)畫。此時(shí)，圓錐體移動(dòng)到曲線上。同時(shí)在曲線兩端會(huì)出現(xiàn)帶有數(shù)字的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)路徑標(biāo)志，這些標(biāo)記指示圓錐體在起始和終點(diǎn)的位置和時(shí)間。另外，選擇圓錐體后，在GraphEditor窗口中同樣有動(dòng)畫曲線。這個(gè)曲線是圓錐體motionPath1節(jié)點(diǎn)中的UValue屬性。我們可以調(diào)整動(dòng)畫曲線，來(lái)改變圓錐體在曲線上的運(yùn)動(dòng)速度或者距離。2．AttachtoMotionPath選項(xiàng)窗口選擇Animate>MotionPaths>AttachtoMotionPath命令,打開選項(xiàng)窗口●ParametricLength（參數(shù)長(zhǎng)度）設(shè)置Maya沿著曲線定位物體的方式，共有兩種方式：參數(shù)間距方式和參數(shù)長(zhǎng)度方式。勾選此選項(xiàng)，是參數(shù)間距方式，不勾選此選項(xiàng)，則是參數(shù)長(zhǎng)度方式。我們用下面的圖例就可以清楚地理解兩種方式的不同。上面的小球運(yùn)動(dòng)方式是參數(shù)間距運(yùn)動(dòng)方式：小球是沿著曲線的U參數(shù)的間距運(yùn)動(dòng)。在圖中。左邊的U參數(shù)間隔短，右邊的U參數(shù)間隔長(zhǎng)，因?yàn)樾∏蛟诿總€(gè)間隔的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是一樣的，所以小球在曲線上做變速運(yùn)動(dòng)。下面的小球運(yùn)動(dòng)方式是參數(shù)長(zhǎng)度運(yùn)動(dòng)方式：小球總是沿著曲線的長(zhǎng)度的百分比勻速地運(yùn)動(dòng)。●Follow（跟隨）當(dāng)此項(xiàng)打開時(shí)，Maya將會(huì)計(jì)算對(duì)象沿曲線運(yùn)動(dòng)的方向。Maya使用前向量和頂向量來(lái)計(jì)算對(duì)象的方向。并把對(duì)象的局部坐標(biāo)軸和這兩個(gè)向量對(duì)齊，以便在對(duì)象沿曲線移動(dòng)時(shí)Maya知道對(duì)象的指向。在曲線的任意點(diǎn)，前向量都和曲線的切線對(duì)齊，并指向?qū)ο蟮倪\(yùn)動(dòng)方向。頂向量與切線是垂直的。●FrontAxis（前方軸）設(shè)置哪個(gè)對(duì)象的局部坐標(biāo)軸和前向量對(duì)齊。當(dāng)對(duì)象沿曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)置對(duì)象的前向方向?！馯pAxis（上方軸）設(shè)置對(duì)象的哪個(gè)局部坐標(biāo)軸和頂向量對(duì)齊。當(dāng)對(duì)象沿曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)置對(duì)象的上方方向。頂向量和由WorldUpType設(shè)置的全局頂向量對(duì)齊?！馚ank（傾斜）此選項(xiàng)可使對(duì)象在運(yùn)動(dòng)時(shí)，向著曲線的曲率中心傾斜（就像摩托車在轉(zhuǎn)彎時(shí)總是向里傾斜）。該項(xiàng)只有在Follow項(xiàng)打開時(shí)才有效，并且此項(xiàng)也會(huì)影響對(duì)象的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。路徑動(dòng)畫會(huì)根據(jù)路徑曲線的彎曲自動(dòng)計(jì)算出應(yīng)該出現(xiàn)的傾斜程度。我們可使用BankScale（傾斜縮放）和BankLimit（傾斜限制）調(diào)整傾斜度。3．沿運(yùn)動(dòng)路徑設(shè)置動(dòng)畫當(dāng)我們沿路徑曲線移動(dòng)物體時(shí)，物體處于曲線上的不同點(diǎn)處，那么怎樣為物體設(shè)置不同的旋轉(zhuǎn)屬性呢？我們將用實(shí)例來(lái)進(jìn)行解釋。實(shí)例：沿曲線行駛的汽車我們可以用MotionPathManipulatorTool(運(yùn)動(dòng)路徑操縱工具)手動(dòng)地沿路徑曲線移動(dòng)對(duì)象來(lái)創(chuàng)建一個(gè)路徑動(dòng)畫。我們現(xiàn)在準(zhǔn)備創(chuàng)建一架汽車沿一條曲線行駛的動(dòng)畫。⑴準(zhǔn)備沿著一個(gè)要沿路徑行駛的汽車。⑵為汽車創(chuàng)建路徑曲線。⑶選擇汽車，然后按住鍵盤“Shift”鍵，選擇曲線，選擇Animate>MotionPaths>AttachtoMotionPath，打開選項(xiàng)窗口。⑷設(shè)置TimeRange項(xiàng)為Start，并設(shè)置StartTime為1.0，確定Follow項(xiàng)處于打開狀態(tài)，其他選項(xiàng)用Maya默認(rèn)的即可。然后按下Attach按鈕。4．沿曲面上的曲線動(dòng)畫路徑動(dòng)畫可以使用表面（NURBS）上的曲線作為路徑曲線。操作流程與全局空間的曲線上動(dòng)畫是一樣的，然而在控制對(duì)象的上方向時(shí)，這種動(dòng)畫具有特殊的靈活性。實(shí)例：緊貼地面行駛的汽車①準(zhǔn)備沿著一個(gè)要沿路徑行駛的汽車。②選用Create>NURBSPrimitives>Plane命令，創(chuàng)建NURBS平面。③調(diào)整平面上的點(diǎn)，使NURBS平面大致成為一片簡(jiǎn)單的地面③選擇這個(gè)地面，選擇Modify>MakeLive命令。然后選擇Create>PencilCurveTool命令，在這個(gè)地面上畫出一條曲線。④選擇汽車，按住Shift鍵，然后選擇創(chuàng)建的曲線。⑤選擇Animate>Paths>AttachtoMotionPath命令，打開選項(xiàng)窗口。確認(rèn)Follow和FractionMode處于打開狀態(tài)，并設(shè)置UpDirection為Normal。單擊Attach按鈕。⑥單擊Play觀看動(dòng)畫。汽車緊緊貼著地面沿著繪制出的曲線行駛。二.設(shè)置路徑關(guān)鍵幀使用Animate>MotionPath>SetPathKey命令我們可使用關(guān)鍵幀的動(dòng)畫流程來(lái)動(dòng)畫對(duì)象的位置的設(shè)置動(dòng)畫，這時(shí)創(chuàng)建的是一個(gè)路徑動(dòng)畫，而不是動(dòng)畫曲線。實(shí)例操作：⑴選擇一個(gè)要設(shè)置動(dòng)畫的汽車，移動(dòng)它到開始的位置，并把當(dāng)前時(shí)間設(shè)置到第1幀。⑵選擇Animate>MotionPaths>SetMotionPathKey命令，我們可以看到在時(shí)間1.0處有了一個(gè)位置標(biāo)記，說明含有單個(gè)CV點(diǎn)的曲線已被創(chuàng)建。⑶改變當(dāng)前時(shí)間為第10幀，然后移動(dòng)汽車到第10幀時(shí)希望的位置。⑷再次選擇Animate>MotionPaths>SetMotionPathKey命令。這時(shí)我們看到一條從第1幀處到汽車當(dāng)前位置的曲線，該位置即為第10幀新標(biāo)記的地方。⑸我們可以繼續(xù)為汽車的位置設(shè)置動(dòng)畫。動(dòng)畫設(shè)置完后，就可以使用在前面描述的所有其它路徑動(dòng)畫工具來(lái)精確地修改汽車的基礎(chǔ)路徑動(dòng)畫。⑹或者，我們還可以在其他任一時(shí)間移動(dòng)汽車到新的位置上，再次選擇MotionPaths>SetPathKey命令，則曲線形狀將會(huì)改變，現(xiàn)在標(biāo)記就會(huì)在汽車的新位置上。三.使用FlowPathObject對(duì)象跟隨路徑功能如果已經(jīng)沿路徑曲線動(dòng)畫了幾何體（NURBS面或者多邊形對(duì)象），那么我們可以設(shè)置對(duì)象在運(yùn)動(dòng)時(shí)，使對(duì)象隨路徑曲線形狀的改變而改變，從而創(chuàng)建一種比較真實(shí)的效果。使用FlowPathObject命令可以圍繞在先前路徑動(dòng)畫中動(dòng)畫的對(duì)象創(chuàng)建晶格。有兩種方式來(lái)創(chuàng)建晶格：在路徑動(dòng)畫的對(duì)象上創(chuàng)建晶格；在路徑動(dòng)畫的路徑曲線上創(chuàng)建晶格。兩種方法都可以達(dá)到同樣的效果。但是我們將會(huì)發(fā)現(xiàn)：如果以后要在晶格上添加一些變形來(lái)達(dá)到分層的變形效果，則在這兩種方式中有一種將是非常方便的。實(shí)例操作:①創(chuàng)建一NURBS圓柱體和一簡(jiǎn)單的曲線，如下圖。②選擇圓柱體，按住鍵盤“Shift”鍵并選擇路徑曲線，然后選擇Animate>MotionPaths>AttachtoMotionPath，打開選項(xiàng)窗口，參數(shù)用Maya默認(rèn)，按Attach按鈕?，F(xiàn)在，圓柱體已經(jīng)沿著曲線運(yùn)動(dòng)了。③在圓柱體處于選擇狀態(tài)時(shí)，選擇Animate>MotionPaths〉FlowPathObject，打開選項(xiàng)窗口：其中，在LatticeAround選項(xiàng)部分就是兩種類型的晶格變形：Object選項(xiàng)是圍繞對(duì)象創(chuàng)建晶格。Curve選項(xiàng)是圍繞路徑曲線創(chuàng)建晶格。這里我們選擇Object，按Flow按鈕，則我們圍繞圓柱體創(chuàng)建了一個(gè)晶格，④播放動(dòng)畫。我們可以看到晶格和圓柱體一起沿路徑曲線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)曲線的曲率變化時(shí)，晶格的形狀發(fā)生改變，從而使圓柱體發(fā)生變形。⑤同樣，我們也可以選擇Curve選項(xiàng)，圍繞曲線建立晶格。在這種情況下，圓柱體將跟隨圍繞曲線的晶格當(dāng)對(duì)象通過晶格的不同部分時(shí)使圓柱體變形。下面是3種不同的晶格的對(duì)比沒有使用FlowPathObject命令。使用FlowPathObject命令（圍繞對(duì)象建立晶格）。使用FlowPathObject命令（圍繞路徑曲線建立晶格）。游動(dòng)的鯊魚——路徑動(dòng)畫學(xué)習(xí)目標(biāo)：如何使用MotionPath;如何增加MotionPathKey;如何使用FlowPath;如何改進(jìn)路徑的分段速率。海洋中有許多生物的游移，它的運(yùn)動(dòng)方式是非常特殊的，像蛇行、鯊魚類游動(dòng)….等等，甚至在陸地上也有沿著軌道賽車….等等，這些我們都可以利用路徑運(yùn)動(dòng)來(lái)做設(shè)定。制作一條鯊魚運(yùn)動(dòng)的路徑將本教程附帶的場(chǎng)景文件shark.mb文件調(diào)入場(chǎng)景。切換至頂視圖，我們可以看到一條灰色曲線（是一條平面曲線）。點(diǎn)選Show>Polygon，將此視圖中的Polygon物體（鯊魚）隱藏，下面我們利用現(xiàn)成的曲線來(lái)“描”出一條運(yùn)動(dòng)路徑。選擇CVCurveTool，在頂視圖從原點(diǎn)開始，沿著灰色的曲線描出一條新的運(yùn)動(dòng)路徑。如下圖所示：注意：開始的4個(gè)點(diǎn)必須成一條直線，這樣會(huì)有利于魚體的運(yùn)動(dòng)。我們?cè)龠x擇這條曲線，按F8進(jìn)入component:point選擇狀態(tài)，選取CVs點(diǎn)在別的視圖中調(diào)整這條曲線，使它成為立體的合適的運(yùn)動(dòng)曲線。注意不要?jiǎng)忧懊?點(diǎn)。見下圖所示：讓鯊魚在曲線路徑上游動(dòng)打開Hypergraph視窗，點(diǎn)選鯊魚“Shark”，再Shift加選curve2(新繪制的路徑曲線)。注意要選擇鯊魚的最上一級(jí)。進(jìn)入Animation模塊，點(diǎn)選Animate>MotionPaths>AttachtoMotionPath，打開其參數(shù)選項(xiàng)窗，設(shè)置如下：按Attach按鈕。此時(shí)可以按Playback按鈕，鯊魚就會(huì)硬梆梆地沿著路徑游動(dòng)，時(shí)間是1—300幀。使用FlowPath命令在Hypergraph視窗再選擇Shark，選擇Animate>FlowPathObject，參數(shù)選相視窗設(shè)置如下：按下Flow按鈕，在路徑上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)Lattice，如下圖所示：但是這個(gè)Lattice并不能滿足真正運(yùn)動(dòng)的曲率，所以我們必須給Lattice增加段數(shù)。選擇這個(gè)新建的Lattice，在ChannelBox中UDivision的參數(shù)，它就是這條路徑長(zhǎng)度的變形晶格數(shù)。沿著路徑曲線的經(jīng)格變得很平順：關(guān)閉場(chǎng)景中的Deform的顯示，我們看到鯊魚平滑地在路徑上勻速游動(dòng)：4．調(diào)整動(dòng)畫如果你希望鯊魚在曲線上進(jìn)行變速運(yùn)動(dòng)，比如200幀前的游動(dòng)的速度較快些（也就是通過的路徑較長(zhǎng)），后面的速度較慢些（也就是通過的路徑較短）。我們可以用下面的辦法來(lái)達(dá)到。我們將Frame移至第200幀，選擇Shark節(jié)點(diǎn)，點(diǎn)選Animate>MotionPath>SetMotionPathKey命令。這時(shí)我們看到場(chǎng)景中